本文關(guān)鍵詞：納米孔無(wú)機(jī)材料模板法制備一維和二維碳納米材料的研究

  更多相關(guān)文章： 模板法 水滑石 石墨烯 埃洛石 碳納米管 碳納米棒 碳化溫度

【摘要】：近年來(lái)使用模板法制備碳納米材料引起了人們廣泛的重視�；谀０宓目臻g限域作用和模板劑的調(diào)控作用,該方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)材料的形貌、結(jié)構(gòu)、大小、排布等的控制,是合成一維納米材料的一項(xiàng)有效技術(shù)。本文采用水滑石和埃洛石兩種無(wú)機(jī)材料作為模板,制備得到一維和二維碳納米材料,考察碳源添加量,碳化溫度等條件對(duì)產(chǎn)物的影響。采用XRD、IR、拉曼、SEM、TEM、XPS、BET等手段對(duì)所得到的材料進(jìn)行一系列的表征。采用鈷鋁水滑石(CoAl-CO32--LDH)為模板,對(duì)苯乙烯磺酸鈉(SSS)為碳源,利用模板層間離子可交換性,在LDH層間插入碳源,通過(guò)高溫碳化和酸洗除去模板過(guò)程來(lái)制備得到二維石墨烯材料。結(jié)果表明,碳化溫度為600℃既可成功制備得到石墨烯材料,此時(shí)產(chǎn)物的石墨化程度最高,且產(chǎn)物復(fù)制了模板水滑石的形貌,呈現(xiàn)六邊形,尺寸達(dá)到微米級(jí)別。其中模板鈷鋁水滑石中所含有的催化活性Co元素,起到加快碳化的作用。以埃洛石(HNTs)為模板,聚乙烯醇(PVA)為碳源,利用HNTs的管狀結(jié)構(gòu),采用模板法結(jié)合有機(jī)物修飾法成功制備得到一維碳納米管材料。研究了碳納米管的形成過(guò)程,結(jié)果表明,PVA是通過(guò)與HNTs表面的羥基結(jié)合,附著在HNTs的表面,形成中空管狀結(jié)構(gòu)的PVA/HNTs復(fù)合物。該復(fù)合物經(jīng)高溫碳化和酸洗去除模板過(guò)程,得到非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的碳納米管材料。考察碳化溫度對(duì)產(chǎn)物的影響,結(jié)果表明,產(chǎn)物的石墨化程度隨著碳化溫度的升高而降低,說(shuō)明HNTs模板對(duì)碳源的石墨化具有一定的阻礙效應(yīng)。以埃洛石(HNTs)為模板,聚乙烯醇(PVA)為碳源,利用HNTs的中空管狀結(jié)構(gòu),采用納米澆筑法制備得到碳納米棒材料。研究了碳納米棒的形成過(guò)程,結(jié)果表明,PVA被填充進(jìn)入HNTs的管徑內(nèi),并在管徑內(nèi)堆積,將管徑填滿,形成PVA/HNTs復(fù)合物。研究碳源添加量不同對(duì)產(chǎn)物的影響,結(jié)果表明,當(dāng)碳源與模板的質(zhì)量比為2：1時(shí),表現(xiàn)出更好的填充效果,更高的含碳量及更高的石墨化程度。以埃洛石(HNTs)為模板,聚乙烯醇(PVA)為碳源,采用水熱法同樣可以得到碳納米棒材料�？疾焯蓟瘻囟炔煌瑢�(duì)兩種方法所得碳納米棒材料的影響,結(jié)果都表明,產(chǎn)物的石墨化程度隨碳化溫度的升高而下降,說(shuō)明HNTs模板對(duì)碳源的石墨化具有一定的阻礙效應(yīng)。
【關(guān)鍵詞】：模板法 水滑石 石墨烯 埃洛石 碳納米管 碳納米棒 碳化溫度
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 文獻(xiàn)綜述7-24
• 1.1 引言7
• 1.2 模板法的簡(jiǎn)介7-8
• 1.2.1 模板法的分類7-8
• 1.3 硬模板法制備石墨烯的研究進(jìn)展8-10
• 1.4 硬模板法制備碳納米管的研究進(jìn)展10-12
• 1.5 硬模板法制備碳納米棒的研究進(jìn)展12-15
• 1.6 納米孔材料的簡(jiǎn)介15-18
• 1.6.1 水滑石的簡(jiǎn)介15-16
• 1.6.2 水滑石作為模板制備二維石墨烯的研究進(jìn)展16-17
• 1.6.3 埃洛石的簡(jiǎn)介17-18
• 1.6.4 埃洛石納米管作為模板制備一維納米棒的研究進(jìn)展18
• 1.7 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 1.8 本論文的研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.9 參考文獻(xiàn)20-24
• 第二章 層狀納米孔水滑石模板法制備二維石墨烯的研究24-39
• 2.1 引言24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分24-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器表24-25
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟25-26
• 2.2.4 測(cè)試與表征26
• 2.3 結(jié)果與討論26-36
• 2.3.1 水滑石插層條件的研究26-29
• 2.3.2 插層水滑石制備二維石墨烯29-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 2.5 參考文獻(xiàn)37-39
• 第三章 埃洛石為模板制備碳納米管的研究39-56
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-41
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑39-40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器表40
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟40-41
• 3.2.4 測(cè)試與表征41
• 3.3 結(jié)果與討論41-53
• 3.3.1 PVA修飾HNTs表面的研究41-45
• 3.3.2 埃洛石制備一維碳納米管的研究45-51
• 3.3.3 碳納米管的合成原理51-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 3.5 參考文獻(xiàn)54-56
• 第四章 埃洛石為模板制備碳納米棒的研究56-79
• 4.1 引言56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分56-59
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑56-57
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器表57
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟57-58
• 4.2.4 測(cè)試與表征58-59
• 4.3 結(jié)果與討論59-76
• 4.3.1 PVA填充HNTs納米孔的研究59-62
• 4.3.2 埃洛石制備一維碳納米棒的研究62-70
• 4.3.3 水熱法制備一維碳納米棒的研究70-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 4.5 參考文獻(xiàn)77-79
• 第五章 結(jié)論與展望79-81
• 5.1 全文總結(jié)論79-80
• 5.2 展望80-81
• 致謝81-82
• 碩士研究生期間發(fā)表論文82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 唐立平;張海濤;李孟麗;熊緒茂;慕新元;楊曉龍;胡斌;;MgO-CNTs復(fù)合載體負(fù)載的鐵基催化劑用于CO加氫制備低碳烯烴催化性能研究(英文)[J];分子催化;2012年05期

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本文編號(hào)：550677